CN114303518A - 一种高寒矿区生态恢复型青海草地早熟禾种子丸粒化混合试剂及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高寒矿区生态恢复型青海草地早熟禾种子丸粒化混合试剂及制作方法，该丸粒化混合试剂包括青海草地早熟禾种子、丸粒化粉剂、粘着剂水溶液、保护剂水溶液，所述丸粒化粉剂包括丸粒化粉剂一和丸粒化粉剂二，所述丸粒化粉剂二包括保水剂；所述制作方法包括成核期、加大期、养分保湿层丸化期、染色期、完成期。该丸粒化混合试剂及制作方法使用的原材料经济环保，成本低廉，经济效益好；丸粒化工序简单，制备速度和质量较高；丸粒化后种子具有良好的透气性、吸水性，提高了种子的发芽率和有籽率；通过添加保护剂，提高了种子的有效成苗率，最大程度降低鸟兽鼠类的取食，制作方法操作便捷，控制性较强。
Description
技术领域
本发明涉及草地恢复生态领域和种子加工技术领域，具体来说，涉及一种高寒矿区生态恢复型青海草地早熟禾种子丸粒化混合试剂及制作方法。
背景技术
煤炭作为推进人类文明进步的矿产资源，在人类的历史进程中起到了关键的决定性作用。但煤炭资源的开采也导致了以水土资源为核心的生态环境遭到破坏，使矿区的生态系统极端恶化，且难以恢复。因开采煤矿引起的生态破坏类型较多，概括起来主要包括土地塌陷、草场压占、山体滑坡、土壤和水体污染等表现形式。青藏高原高寒地区，由于海拔较高、气候寒冷、温差大、干旱少雨等环境条件，当进行大规模露天开采时会严重破坏当地的植被、土壤及冻土层。进一步导致高寒矿区的生态环境被破坏，植被恢复困难程度加大，相比中下游地区大面积客土进行土壤重构成本高、人工建植草种选择较少、冻融环境复杂，生态修复难度较大。
成功的矿山修复对采矿业来说是一项重要的环境要求，由于获得和维持社会采矿许可证的压力越来越大，也迅速成为一项社会要求。矿山修复的最大挑战之一是克服在重建的土壤剖面上，特别是在寒冷气候条件下，幼苗建立和生长的障碍。煤矿开采往往会改变土壤性质，如保水能力降低、pH值的改变、低有机质、营养缺乏和低微生物活性。最好的修复做法是用表土覆盖矿山废料，但当表土的供应有限时，就需要其他方法。由于在高寒地区，使用传统播撒方法在土壤表面播种的种子始终无法长成幼苗。因此在高寒矿区进行生态修复时需要选择适宜的方式来进行，一是高寒地区适宜生长的草种选择，二是高寒地区种植种子技术的选择。本发明主要选择了适宜在高寒地区生长的青海草地早熟禾品种，以及种子丸粒化技术进行配套，通过研究也发现这项技术在高寒矿区生态恢复方面非常成效。
青海草地早熟禾能够生长在海拔为3000～4800 m高的青藏高原上，具有较强的抗寒性、耐牧耐践踏性、以及再生性和持久性，同时，青海草地早熟禾具有发达的分蘖再生和地下根茎繁殖能力，随着生长年限的增加，更容易形成致密的草皮层，因此对于涵养水源和防止水土流失方面具有重要作用。种子丸粒化是一种播种前物理种子管理技术，是在种子上施用生长促进物质或任何具有保护、营养和滋补功能的需要物质，以提高根际地区的种子-土壤界面。
目前针对高寒矿区生态修复存在的问题，现有的一些种子丸粒化技术和相应的配方很难解决。一是种植后种子被草原生物取食严重；二是高寒矿区土壤水肥条件差，种子难以发芽或者发芽后难易成活；三是不适宜草种的选择，丸粒化后的种子发芽率低，生长困难和没有越冬能力；最后是高寒矿区生态修复相关研究中草种丸粒化的研究报道极少，技术不完善，使得在高寒矿区使用丸粒化的草种进行生态修复受到一定限制。因此，如果可以给高寒矿区草种的种植创造一定的微环境，使其不仅可以趋避草原生物，同时又能在极短时间启动发芽，以及提供一定的养分物质，那么将会提高草种在高寒矿区土壤上的生长，促进高寒矿区的修复。因此，本丸粒化方法首先选择适宜在高寒地区生长的草种青海草地早熟禾，以及在丸粒化粉剂配方基础上添加特定的活性物质生根粉、保水剂、保护剂和营养元素，从而确保丸粒化的种子在高寒矿区能够得以快速发芽和生长，提高草种成活率和成苗质量，利于实现高寒矿区草地植被的快速恢复。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种高寒矿区生态恢复型青海草地早熟禾种子丸粒化混合试剂及制作方法，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高寒矿区生态恢复型青海草地早熟禾种子丸粒化混合试剂及制作方法，包括青海草地早熟禾种子、丸粒化粉剂、粘着剂水溶液、保护剂水溶液，所述丸粒化粉剂包括丸粒化粉剂一和丸粒化粉剂二，所述丸粒化粉剂二包括保水剂，所述粘着剂水溶液的质量百分比浓度为1%~7%，所述保护剂水溶液的质量百分比浓度为0.2%~1.5% ，所述青海草地早熟禾种子、保水剂、丸粒化粉剂、粘着剂水溶液、保护剂水溶液的质量体积比g: g: g: ml: ml为30: 0.3~2.1: 30~230: 240~600:100~300。
进一步的，所述保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸铵和淀粉接枝丙烯酸盐中的一种或多种。
进一步的，所述丸粒化粉剂一为膨润土、滑石粉和高山草甸土的混合物，所述丸粒化粉剂二为高岭土、凹凸棒土、生物碳、保水剂和腐殖酸螯合的矿质养料的混合物。
进一步的，所述粘着剂水溶液为羧甲基纤维素钠、聚乙二醇、壳聚糖、聚乙烯醇、乙基纤维素、聚乙烯酸、阿拉伯胶、淀粉、海藻酸盐、变性淀粉中的一种或多种的水溶液。
进一步的，所述保护剂水溶液为大红、艳兰和嫩黄中的一种或多种的水溶液。
一种采用任一以上所述丸粒化混合试剂制作丸粒化种子的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1精选青海草地早熟禾种子30g；
S2将丸粒化粉剂一和丸粒化粉剂二分别进行粉碎，均粉碎至400~500目；
S3成核期：将精选的30g青海草地早熟禾种子放入丸粒化机，保持丸粒化机转速120 r/min运行，加入粘着剂水溶液，所述的粘着剂水溶液与青海草地早熟禾种子的体积重量比ml: g为0.1：1，之后让丸粒化机空转10 s，向丸粒化机中加入丸粒化粉剂一，所述丸粒化粉剂一与青海草地早熟禾种子的重量比g：g为0.5~1：1，期间交替进行粘着剂水溶液和丸粒化粉剂一的添加，其中每次喷粘着剂水溶液15 s，添加丸粒化粉剂一15 s, 交替15次，加工后所得到的种子质量为裸种质量的1.5~2倍；
S4加大期：向成核期的青海草地早熟禾种子中加入粘着剂水溶液，所述粘着剂水溶液与青海草地早熟禾种子的体积重量比ml: g为0.2：1，同时添加丸粒化粉剂一，所述丸粒化粉剂一与青海草地早熟禾种子的重量比g: g为2：1，期间每次喷粘着剂水溶液15 s，添加丸粒化粉剂一15 s, 交替25次，加工后所得到的种子质量为裸种质量的3~4倍；
S5养分保湿层丸化期：向加大期的青海草地早熟禾种子中加入粘着剂水溶液，所述的粘着剂水溶液与青海草地早熟禾种子的体积重量比ml: g为0.2: 1，同时添加丸粒化粉剂二，所述丸粒化粉剂二与青海草地早熟禾种子的重量比g: g为0.5~1.5: 1，期间每次喷粘着剂水溶液20 s,添加丸粒化粉剂二20 s, 交替10次，加工后所得到的种子质量为裸种质量的4~6倍；
S6染色期：将养分保湿层丸化期的种子放在丸粒化机中空转，期间向丸粒化机中喷入保护剂水溶液染色，直至染色完成；
S7完成期：将染色完成的种子晾晒、装袋。
进一步的，所述粘着剂水溶液均为羧甲基纤维素钠水溶液，其中羧甲基纤维素钠与水的体积配比为3：100。
进一步的，所述丸粒化粉剂一为高山草甸土、膨润土和滑石粉的混合物，其中高山草甸土、膨润土和滑石粉的重量配比为1: 1~5: 0.5~2。
进一步的，所述丸粒化粉剂二为高岭土、凹凸棒土、生物碳、保水剂和腐殖酸螯合的矿质养料的混合物，其中高岭土、凹凸棒土、生物碳、保水剂和腐殖酸螯合的矿质养料的重量配比为1: 0.1~0.5: 0.1~0.2: 0.03~0.07: 0.2~0.5。
进一步的，所述保护剂水溶液为艳兰溶液，其中艳兰与水的体积配比是1：100。
本发明的有益效果：本发明的高寒矿区生态恢复型青海草地早熟禾种子丸粒化混合试剂及制作方法使用的原材料经济环保，成本低廉，经济效益好；丸粒化工序简单，制备速度和质量较高；丸粒化后种子具有良好的透气性、吸水性，提高了种子的发芽率和有籽率；通过添加保护剂，提高了种子的有效成苗率，最大程度降低鸟兽鼠类的取食，制作方法操作便捷，控制性较强，应用前景较为广泛，具有较大的技术成果转化潜力。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
精选青海草地早熟禾种子30 g;制备粘着剂水溶液：质量百分比浓度为2%的羧甲基纤维素钠水溶液；将精选的青海草地早熟禾种子30 g放入种子丸粒化机中，丸粒化加工仓转速为120 r/min；喷入20 s羧甲基纤维素钠水溶液，空转15 s, 添加过500目丸粒化粉剂一（其中高山草甸土质量比40%，膨润土质量比40%和滑石粉质量比20%）20 s,循环15次，消耗丸粒化粉剂一共计60g,使其成核；之后对成核的种子进行加大，与成核期的方案一致，循环次数为25次, 消耗丸粒化粉剂一共计120 g;在增大期结束之后，向丸粒化加工仓中添加粘着剂水溶液和过500目丸粒化粉剂二（其中高岭土质量比45%、凹凸棒土质量比22%、生物碳质量比9%、保水剂质量比2%和腐殖酸螯合的矿质养料质量比22%），循环交替10次，每次喷粘着剂20 s,添加粉剂20 s，使其成为养分和保湿层，消耗丸粒化粉剂二共计30 g；在养分和保湿层加工后加入艳兰染色剂（体积浓度1%），形成保护层；最后对着色后的丸粒化种子进行干燥和包装。
1.利用实施例中得到的种子和裸种进行发芽试验；
2.发芽指标测定，包括发芽率和芽势：
发芽率=发芽种子数/供试种子数×100%；
发芽势=7天内发芽的种子数/供试种子数×100%；
3.丸粒化种子主要技术指标测定，包括有籽率、丸粒化倍数和崩解度：
有籽率=有籽率数/200×100%；
丸粒化倍数=丸粒化种子千粒重/裸种种子千粒重；
崩解度=24h内裂解丸化种子数/200×100%。
实施例中得到的种子和裸种各项指标如表1所示。
表1实施例中得到的种子和裸种各项指标测定结果
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，使用的原材料经济环保，成本低廉，经济效益好；丸粒化工序简单，制备速度和质量较高；丸粒化后种子具有良好的透气性、吸水性，提高了种子的发芽率和有籽率；通过添加保护剂，提高了种子的有效成苗率，最大程度降低鸟兽鼠类的取食，制作方法操作便捷，控制性较强，应用前景较为广泛，具有较大的技术成果转化潜力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高寒矿区生态恢复型青海草地早熟禾种子丸粒化混合试剂，其特征在于，包括青海草地早熟禾种子、丸粒化粉剂、粘着剂水溶液、保护剂水溶液，所述丸粒化粉剂包括丸粒化粉剂一和丸粒化粉剂二，所述丸粒化粉剂二包括保水剂，所述粘着剂水溶液的质量百分比浓度为1%~7%，所述保护剂水溶液的质量百分比浓度为0.2%~1.5% ，所述青海草地早熟禾种子、保水剂、丸粒化粉剂、粘着剂水溶液、保护剂水溶液的质量体积比g: g: g: ml: ml为30: 0.3~2.1: 30~230: 240~600:100~300。
2.根据权利要求1所述的丸粒化混合试剂，其特征在于，所述保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸铵和淀粉接枝丙烯酸盐中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的丸粒化混合试剂，其特征在于，所述丸粒化粉剂一为膨润土、滑石粉和高山草甸土的混合物，所述丸粒化粉剂二为高岭土、凹凸棒土、生物碳、保水剂和腐殖酸螯合的矿质养料的混合物。
4.根据权利要求1所述的丸粒化混合试剂，其特征在于，所述粘着剂水溶液为羧甲基纤维素钠、聚乙二醇、壳聚糖、聚乙烯醇、乙基纤维素、聚乙烯酸、阿拉伯胶、淀粉、海藻酸盐、变性淀粉中的一种或多种的水溶液。
5.根据权利要求1所述的丸粒化混合试剂，其特征在于，所述保护剂水溶液为大红、艳兰和嫩黄中的一种或多种的水溶液。
6.一种采用权利要求1-5任一所述丸粒化混合试剂制作丸粒化种子的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1精选青海草地早熟禾种子30g；
S2将丸粒化粉剂一和丸粒化粉剂二分别进行粉碎，均粉碎至400~500目；
S3成核期：将精选的30g青海草地早熟禾种子放入丸粒化机，保持丸粒化机转速120 r/min运行，加入粘着剂水溶液，所述的粘着剂水溶液与青海草地早熟禾种子的体积重量比ml: g为0.1：1，之后让丸粒化机空转10 s，向丸粒化机中加入丸粒化粉剂一，所述丸粒化粉剂一与青海草地早熟禾种子的重量比g：g为0.5~1：1，期间交替进行粘着剂水溶液和丸粒化粉剂一的添加，其中每次喷粘着剂水溶液15 s，添加丸粒化粉剂一15 s, 交替15次，加工后所得到的种子质量为裸种质量的1.5~2倍；
S4加大期：向成核期的青海草地早熟禾种子中加入粘着剂水溶液，所述粘着剂水溶液与青海草地早熟禾种子的体积重量比ml: g为0.2：1，同时添加丸粒化粉剂一，所述丸粒化粉剂一与青海草地早熟禾种子的重量比g: g为2：1，期间每次喷粘着剂水溶液15 s，添加丸粒化粉剂一15 s, 交替25次，加工后所得到的种子质量为裸种质量的3~4倍；
S5养分保湿层丸化期：向加大期的青海草地早熟禾种子中加入粘着剂水溶液，所述的粘着剂水溶液与青海草地早熟禾种子的体积重量比ml: g为0.2: 1，同时添加丸粒化粉剂二，所述丸粒化粉剂二与青海草地早熟禾种子的重量比g: g为0.5~1.5: 1，期间每次喷粘着剂水溶液20 s,添加丸粒化粉剂二20 s, 交替10次，加工后所得到的种子质量为裸种质量的4~6倍；
S6染色期：将养分保湿层丸化期的种子放在丸粒化机中空转，期间向丸粒化机中喷入保护剂水溶液染色，直至染色完成；
S7完成期：将染色完成的种子晾晒、装袋。
7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述粘着剂水溶液均为羧甲基纤维素钠水溶液，其中羧甲基纤维素钠与水的体积配比为3：100。
8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述丸粒化粉剂一为高山草甸土、膨润土和滑石粉的混合物，其中高山草甸土、膨润土和滑石粉的重量配比为1: 1~5: 0.5~2。
9.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述丸粒化粉剂二为高岭土、凹凸棒土、生物碳、保水剂和腐殖酸螯合的矿质养料的混合物，其中高岭土、凹凸棒土、生物碳、保水剂和腐殖酸螯合的矿质养料的重量配比为1: 0.1~0.5: 0.1~0.2: 0.03~0.07: 0.2~0.5。
10.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述保护剂水溶液为艳兰溶液，其中艳兰与水的体积配比是1：100。
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| CN202111419931.1A CN114303518A (zh) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 一种高寒矿区生态恢复型青海草地早熟禾种子丸粒化混合试剂及制作方法 |
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